第2章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、北京理工大學(xué)出版社北京理工大學(xué)出版社第第2 2章章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第第2 2章章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 2.1 2.1 研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的 機(jī)機(jī)械械設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基礎(chǔ)礎(chǔ) 2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類和分析 2.2 2.2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制 第第2 2章章 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 平面機(jī)構(gòu)：平面機(jī)構(gòu)： 所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運(yùn)

2、動(dòng)的機(jī)構(gòu)。內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件只有通機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件只有通過一定的方式相互聯(lián)接起過一定的方式相互聯(lián)接起來，并且滿足一定的條件來，并且滿足一定的條件才能傳遞確定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)才能傳遞確定的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。力。點(diǎn)擊圖畫播放點(diǎn)擊圖畫播放研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：(1)(1) 為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑為新機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造提供途徑; ; 分析機(jī)構(gòu)是怎樣由構(gòu)件組成的，而且在何種條件下才具分析機(jī)構(gòu)是怎樣由構(gòu)件組成的，而且在何種條件下才具有確定的運(yùn)動(dòng)。有確定的運(yùn)動(dòng)。 (2)(2) 將各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上建立運(yùn)動(dòng)分析將各種機(jī)構(gòu)按結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上建立運(yùn)動(dòng)分析 和受力分析的一般方法；和受力分

3、析的一般方法； (3) (3) 根據(jù)構(gòu)件間連接的特點(diǎn)及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，畫出機(jī)構(gòu)根據(jù)構(gòu)件間連接的特點(diǎn)及與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的尺寸，畫出機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)簡圖。的運(yùn)動(dòng)簡圖。 機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的實(shí)物組合體。機(jī)構(gòu)是具有確定運(yùn)動(dòng)的實(shí)物組合體。 （1 1）能夠運(yùn)動(dòng)；）能夠運(yùn)動(dòng)； （2 2）運(yùn)動(dòng)具有確定性。（具有確定運(yùn)動(dòng)的條件？）運(yùn)動(dòng)具有確定性。（具有確定運(yùn)動(dòng)的條件？） 2 2.1 .1 研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的v2.2.1 2.2.1 機(jī)構(gòu)的組成機(jī)構(gòu)的組成 兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對運(yùn)兩構(gòu)件直接接觸而又能產(chǎn)生一定形式的相對運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接。動(dòng)的聯(lián)接。1.1.運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及

4、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：運(yùn)動(dòng)副分類：平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副平面運(yùn)動(dòng)副和空間運(yùn)動(dòng)副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)分類（根據(jù)兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)分類 ）點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放點(diǎn)擊相應(yīng)圖畫播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制運(yùn)動(dòng)副分類：運(yùn)動(dòng)副分類：高副和低副高副和低副（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況分類）（根據(jù)兩構(gòu)件之間的接觸情況分類） l高副：高副： 兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線的接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊圖畫播放點(diǎn)擊圖畫播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡

5、圖繪制u轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副( (也稱為鉸鏈也稱為鉸鏈) )： 兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)的低副兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)的低副u移動(dòng)副：移動(dòng)副： 兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)的低副兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動(dòng)為移動(dòng)的低副l低副：低副：兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制自由度：自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目（或獨(dú)立位置參變量）。( , )AAx y1 1、質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)A A：具有兩個(gè)自由度具有兩個(gè)自由度2 2、構(gòu)件、構(gòu)件

6、AB:AB: 具有三個(gè)自由度具有三個(gè)自由度( ,)AAx y2.2.自由度和約束自由度和約束約束：約束：對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制。對構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制。 每形成一個(gè)約束，便減少一個(gè)自由度。每形成一個(gè)約束，便減少一個(gè)自由度。2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制（1 1）轉(zhuǎn)動(dòng)副：）轉(zhuǎn)動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。允許構(gòu)件作相對轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿引入兩個(gè)約束（沿x x、y y方向移動(dòng)）方向移動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在保留一個(gè)自由度（在xoyxoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)

7、的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副結(jié)論：面接觸的運(yùn)動(dòng)副平面低副平面低副 引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。（2 2）移動(dòng)副：）移動(dòng)副：允許構(gòu)件作相對移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。允許構(gòu)件作相對移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。引入兩個(gè)約束（沿引入兩個(gè)約束（沿y y方向移動(dòng)及方向移動(dòng)及xoyxoy平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）保留一個(gè)自由度（在保留一個(gè)自由度（在x x方向移動(dòng)）方向移動(dòng)）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副結(jié)論：點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副平面高副平面高副 引入一個(gè)約束，保留兩個(gè)自由度。引入一個(gè)約束，保留兩

8、個(gè)自由度。（3 3）平面高副：）平面高副：由兩構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。由兩構(gòu)件之間以點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副。 引入一個(gè)約束（引入一個(gè)約束（nnnn方向移動(dòng)）方向移動(dòng)）保留兩個(gè)自由度（保留兩個(gè)自由度（tttt方向移動(dòng)及方向移動(dòng)及notnot平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)）點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。定義：兩個(gè)以上的構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副連接而構(gòu)成的系統(tǒng)。3.3.運(yùn)動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈閉式運(yùn)動(dòng)鏈 開式運(yùn)動(dòng)鏈開式運(yùn)動(dòng)鏈 2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)

9、的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制4.4.機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 定義：定義：在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)架，在運(yùn)動(dòng)鏈中，將某一個(gè)構(gòu)件加以固定而成為機(jī)架，而另一構(gòu)件（或少數(shù)幾個(gè)構(gòu)件）按給定的規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)，而另一構(gòu)件（或少數(shù)幾個(gè)構(gòu)件）按給定的規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余構(gòu)件均隨之作確定相對運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。其余構(gòu)件均隨之作確定相對運(yùn)動(dòng)，則此運(yùn)動(dòng)鏈便成為機(jī)構(gòu)。 原動(dòng)件：原動(dòng)件：按照給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。按照給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。從動(dòng)件：從動(dòng)件：隨原動(dòng)件作確定的相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。隨原動(dòng)件作確定的相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)機(jī) 架：架：機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件稱為機(jī)架。機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件稱為機(jī)架。 構(gòu)件構(gòu)件

10、1 1 原動(dòng)件原動(dòng)件 構(gòu)件構(gòu)件2 2、3 3 從動(dòng)件從動(dòng)件構(gòu)件構(gòu)件4 4 機(jī)架機(jī)架2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制2.2.2 2.2.2 平面平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖 定義：定義：用簡單符號和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定的用簡單符號和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按一定的比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形。比例尺表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制出表示機(jī)構(gòu)的簡明圖形。特點(diǎn)：特點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖與原機(jī)械具有完全相同的的運(yùn)動(dòng)特性。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖與原機(jī)械具有完全相同的的運(yùn)動(dòng)特性。 目的：目的：用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖對機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析。用機(jī)構(gòu)

11、運(yùn)動(dòng)簡圖對機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖機(jī)構(gòu)示意圖機(jī)構(gòu)示意圖 定義：定義：只是為了表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，不是嚴(yán)格地按精確只是為了表示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特征，不是嚴(yán)格地按精確的比例繪制的簡圖的比例繪制的簡圖 。2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制 包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含三個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表示方法構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的表示方法包含四個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件包含四個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的步驟：繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖

12、的步驟：（1）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況。）首先必須搞清楚所要繪制機(jī)械的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)情況。 需先找出其原動(dòng)件及機(jī)架，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線把需先找出其原動(dòng)件及機(jī)架，然后循著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線把 機(jī)械的原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分之間的傳遞情況搞清楚。機(jī)械的原動(dòng)部分和傳動(dòng)部分之間的傳遞情況搞清楚。 （2）搞清楚該機(jī)械中構(gòu)件的數(shù)目，并按照各構(gòu)件之間的接觸）搞清楚該機(jī)械中構(gòu)件的數(shù)目，并按照各構(gòu)件之間的接觸情況及相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型。情況及相對運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的類型。 （3 3）選擇與機(jī)械中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪）選擇與機(jī)械中多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面相平行的平面作為繪

13、制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的投影面。制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的投影面。（4 4）選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺）選擇適當(dāng)?shù)拈L度比例尺lm/mm構(gòu)件的實(shí)際長度（）構(gòu)件的圖示長度繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。在原動(dòng)件上標(biāo)出箭頭以表示其運(yùn)動(dòng)方向。 2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制1.1.與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件與機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的外形，截面尺的外形，截面尺寸、組成構(gòu)件的寸、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)零件數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的具體構(gòu)造無副的具體構(gòu)造無關(guān)；關(guān)；2.2.與機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)與機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)（低副、副的性質(zhì)（低副、高副）、運(yùn)動(dòng)副高副）、運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及相對位的數(shù)目及

14、相對位置、構(gòu)件的數(shù)目置、構(gòu)件的數(shù)目有關(guān)。有關(guān)。注意注意 繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的方法和步驟繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的方法和步驟2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制1分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際分析機(jī)構(gòu)的實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，找出機(jī)架、原動(dòng)找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件；件和從動(dòng)件；2從主動(dòng)件開始順從主動(dòng)件開始順著傳動(dòng)路線，分著傳動(dòng)路線，分析各構(gòu)件間的相析各構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)情況，確對運(yùn)動(dòng)情況，確定活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)定活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副的類目、運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目；型和數(shù)目；3選擇適當(dāng)?shù)囊晥D選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和適當(dāng)?shù)臋C(jī)平面和適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置，構(gòu)運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)位置，確定

15、適當(dāng)?shù)谋壤_定適當(dāng)?shù)谋壤?，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)尺，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。動(dòng)簡圖。步驟步驟2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制v選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖選擇比例，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖lm/mm構(gòu)構(gòu)件件的的實(shí)實(shí)際際長長度度（）構(gòu)構(gòu)件件的的圖圖示示長長度度2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖分析沖床機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖分析 2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡圖分析顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡圖分析 注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖表示方法。注意事項(xiàng)：偏心輪結(jié)

16、構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖表示方法。2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫 點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放2 2.2 .2 機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制機(jī)構(gòu)的組成及平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖繪制2.3.1 2.3.1 平面機(jī)構(gòu)的自由度平面機(jī)構(gòu)的自由度 設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有設(shè)平面機(jī)構(gòu)中包含有N個(gè)構(gòu)件，其中有個(gè)構(gòu)件，其中有n=(N-1)個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，PL個(gè)低副數(shù)和個(gè)低副數(shù)和PH個(gè)高副數(shù)。個(gè)高副數(shù)。F=3 n（2 PL +PH ） 這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前這些活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前, ,其自由度數(shù)應(yīng)為其自由度數(shù)應(yīng)為3n,

17、用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接后，引入的約束總數(shù)為引入的約束總數(shù)為(2 PL +PH）。）。機(jī)構(gòu)的自由度為機(jī)構(gòu)的自由度為: :機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)的自由度：機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度試算所示沖床機(jī)構(gòu)的自由度 此機(jī)構(gòu)共有此機(jī)構(gòu)共有5 5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件個(gè)活動(dòng)構(gòu)件 形成形成7 7個(gè)低副個(gè)低副 沒有高副沒有高副 自由度為：自由度為： LH=32 =3 52 70 =1FnPP2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算試算所示顎式破碎機(jī)的自由度試算所示顎式

18、破碎機(jī)的自由度 此機(jī)構(gòu)共有此機(jī)構(gòu)共有5 5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件個(gè)活動(dòng)構(gòu)件 形成形成7 7個(gè)低副個(gè)低副 沒有高副沒有高副 自由度為：自由度為： LH=32 =3 52 70 =1FnPP2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2.3.2 2.3.2 平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)確定 ，即當(dāng)原動(dòng)件按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，即當(dāng)原動(dòng)件按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其余從動(dòng)構(gòu)件也應(yīng)隨之運(yùn)動(dòng)且其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是確定的。時(shí)，其余從動(dòng)構(gòu)件也應(yīng)隨之運(yùn)動(dòng)且其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也是確定的。對機(jī)構(gòu)的基本要求：對機(jī)構(gòu)的基本要求：設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)避免兩種情況：設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)避免兩種情況：（

19、1 1）機(jī)構(gòu)不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)）機(jī)構(gòu)不能產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)（2 2）作無規(guī)律運(yùn)動(dòng)）作無規(guī)律運(yùn)動(dòng) 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度LH230nPP、LH3(2)32(230)0FnPP 自由度為自由度為0，表明該機(jī)構(gòu)中，表明該機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間已無相對運(yùn)動(dòng)，只各構(gòu)件間已無相對運(yùn)動(dòng)，只構(gòu)成了一個(gè)剛性桁架。構(gòu)成了一個(gè)剛性桁架。 靜定桁架靜定桁架2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度LH350nPP、LH3(2)3 3(2 50)1FnPP 自由度自由度F F0，表明該機(jī)構(gòu)中，表明該機(jī)構(gòu)中約束過多約束過多 ，靜穩(wěn)定性

20、較強(qiáng)。，靜穩(wěn)定性較強(qiáng)。 超靜定桁架超靜定桁架結(jié)論：結(jié)論： 如要使機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)，如要使機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)，必須使機(jī)構(gòu)自由度必須使機(jī)構(gòu)自由度F F0 02.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度LH340nPP、LH3(2)3 3(2 40)1FnPP 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)= =自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)自由度，機(jī)構(gòu)損壞原動(dòng)件數(shù)自由度，機(jī)構(gòu)損壞點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度LH450nPP、LH3(2)3 4(2 50)2FnPP 原動(dòng)件數(shù)原動(dòng)件數(shù)=

21、=自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定自由度，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)確定原動(dòng)件數(shù)自由度，運(yùn)動(dòng)不確定原動(dòng)件數(shù)自由度，運(yùn)動(dòng)不確定點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放點(diǎn)擊播放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動(dòng)的條件：機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動(dòng)的條件：0,0運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)鏈鏈不不能能運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。原原動(dòng)動(dòng)件件數(shù)數(shù)目目運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)不不確確定定。原原動(dòng)動(dòng)件件數(shù)數(shù)目目，機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)被被破破壞壞。原原動(dòng)動(dòng)件件數(shù)數(shù)目目，運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)確確定定。FFFFF 綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：綜上機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算可得結(jié)論：自由度大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于自由度數(shù)。自由度大于零，且原動(dòng)件的數(shù)目等于自由度數(shù)。2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由

22、度的計(jì)算2.3.3 2.3.3 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的問題 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算時(shí)，有時(shí)會遇到計(jì)算的機(jī)構(gòu)的自進(jìn)行機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算時(shí)，有時(shí)會遇到計(jì)算的機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)不一致的情況。由度數(shù)與實(shí)際機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)不一致的情況。 機(jī)構(gòu)中有些特殊情況未得到正確處理。機(jī)構(gòu)中有些特殊情況未得到正確處理。 原因：原因：（1） 復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 （2）局部自由度）局部自由度（3）虛約束）虛約束2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1 1復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈 兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)副。兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相連接組成的運(yùn)動(dòng)

23、副。 若有若有K個(gè)構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其個(gè)構(gòu)件在同一處組成復(fù)合鉸鏈，則其構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目應(yīng)為（構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目應(yīng)為（K-1）個(gè)。）個(gè)。處理方法：處理方法：2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算如圖所示搖篩機(jī)構(gòu)的自由度 構(gòu)件構(gòu)件2、3、4同在同在C處組成處組成2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副成為復(fù)合鉸鏈個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副成為復(fù)合鉸鏈 LH570nPP、LH3(2)3 5(2 70)1FnPP 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡圖，試計(jì)算其自由度。如圖為一慣性篩的機(jī)構(gòu)簡圖，試計(jì)算其自由度。解：解：該機(jī)構(gòu)中，該機(jī)構(gòu)中，n5 5，P

24、L=7(C(C處為復(fù)合鉸鏈處為復(fù)合鉸鏈) )，PH=0 =0 ，所以該機(jī)構(gòu)的自所以該機(jī)構(gòu)的自由度：由度： F = 3n-2PL-PH =35-27=12.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算如圖圓盤鋸主體機(jī)構(gòu)的自由度。解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有解：機(jī)構(gòu)中活動(dòng)構(gòu)件有n 7低副有低副有PL1234567810F = 3n2PLPH = = 3 3 2 2= =7 710101 12.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2局部自由度局部自由度 機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)動(dòng)有機(jī)構(gòu)中某些構(gòu)件所具有的自由度僅與其自身的局部運(yùn)

25、動(dòng)有關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。關(guān)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。F=3n-2 PL-PH=33-23-1=2點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放計(jì)算結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況不符計(jì)算結(jié)果與機(jī)構(gòu)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況不符2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算F=3n-2 PL-PH=32-22-1=1點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放局部自由度處理方法：局部自由度處理方法： 計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)除去局部自由度，即設(shè)計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)除去局部自由度，即設(shè)想把滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起視為想把滾子與安裝滾子的構(gòu)件固結(jié)在一起視為一個(gè)構(gòu)件。一個(gè)構(gòu)件。 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算3虛約束虛約束 EF

26、桿所引入的約束與桿所引入的約束與CD桿所起的限制作用重復(fù)桿所起的限制作用重復(fù)不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。 平行四邊形機(jī)構(gòu)，平行四邊形機(jī)構(gòu)，連桿連桿3 作平動(dòng)作平動(dòng) 增加一個(gè)桿增加一個(gè)桿5平行且等于桿平行且等于桿2和和桿桿4，則桿，則桿5上上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和桿點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和桿3上上E點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，此時(shí)桿點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡重合，此時(shí)桿5對桿對桿3的運(yùn)動(dòng)情況并未影響的運(yùn)動(dòng)情況并未影響 LH=32=3 42 60=0FnPP 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算虛約束的處理方法：虛約束的處理方法： 在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束（引入虛約束的構(gòu)件及其在計(jì)算自由

27、度時(shí)，應(yīng)將虛約束（引入虛約束的構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)副）除去不計(jì)。運(yùn)動(dòng)副）除去不計(jì)。 點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場合平面機(jī)構(gòu)的虛約束常出現(xiàn)在下述場合（1 1）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合。）連接構(gòu)件與被連接構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合。 點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放實(shí)約束，實(shí)約束，F(xiàn) F =0=02.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 （2）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保）兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變持不變,將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接將此兩點(diǎn)用構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接 。BCADEF，

28、ABCD，AFDE2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 （3）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡為一直線，在該點(diǎn)鉸接一滑塊并使其導(dǎo)路與該直線重合。并使其導(dǎo)路與該直線重合。 AB=BC=BD，D點(diǎn)軌跡為直線點(diǎn)軌跡為直線D點(diǎn)鉸接一滑塊，運(yùn)動(dòng)不變點(diǎn)鉸接一滑塊，運(yùn)動(dòng)不變2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（4 4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)移動(dòng)方向一致的移動(dòng)副。點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（5）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副 。點(diǎn)點(diǎn)

29、擊擊播播放放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（6）在機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動(dòng)不起作用的對稱部分。）在機(jī)構(gòu)中對運(yùn)動(dòng)不起作用的對稱部分。 點(diǎn)擊畫面播放點(diǎn)擊畫面播放2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算如圖篩料機(jī)構(gòu)的自由度。 解：解：該機(jī)構(gòu)中，該機(jī)構(gòu)中， n7 7， PL=9， PH=1=1。所以該機(jī)構(gòu)的自由度：所以該機(jī)構(gòu)的自由度： F=3n-2PL-PH =37-29-1=2C處為復(fù)合鉸鏈處為復(fù)合鉸鏈導(dǎo)路平行的兩個(gè)移動(dòng)副導(dǎo)路平行的兩個(gè)移動(dòng)副 E和和E 中一個(gè)為虛約束中一個(gè)為虛約束 構(gòu)件構(gòu)件3 3的右端的右端F 處安裝了滾子為局部自由度處安

30、裝了滾子為局部自由度 2.3 2.3 平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算2.4.1 2.4.1 平面機(jī)構(gòu)的高副低代平面機(jī)構(gòu)的高副低代將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來代替。將平面機(jī)構(gòu)中的高副以低副來代替。 （1）將含有平面高副的機(jī)構(gòu)進(jìn)行低代后，可將其視為只將含有平面高副的機(jī)構(gòu)進(jìn)行低代后，可將其視為只含低副的平面機(jī)構(gòu)，就可根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理和結(jié)構(gòu)方法對含低副的平面機(jī)構(gòu)，就可根據(jù)機(jī)構(gòu)組成原理和結(jié)構(gòu)方法對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，并運(yùn)用低副平面機(jī)構(gòu)的分析方法對其進(jìn)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分類，并運(yùn)用低副平面機(jī)構(gòu)的分析方法對其進(jìn)行分析和研究。行分析和研究。原則：原則：目的：目的：（2）高副低代及其逆過程，是機(jī)構(gòu)變異的重要方法之一

31、。）高副低代及其逆過程，是機(jī)構(gòu)變異的重要方法之一。（1 1）代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變。）代替前后機(jī)構(gòu)的自由度不變。條件條件：（2）代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度不變。）代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度不變。2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu)高副兩元素均為圓弧的高副機(jī)構(gòu) 用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)件用一個(gè)虛擬構(gòu)件分別與構(gòu)件1 1及構(gòu)件及構(gòu)件2 2在在K1點(diǎn)和點(diǎn)和K2 2點(diǎn)構(gòu)成點(diǎn)構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，兩圓弧所構(gòu)成的高副即被圖中虛線所示低副代替。轉(zhuǎn)動(dòng)副，兩圓弧所構(gòu)成的高副即被圖中虛線所示低副代替。2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析

32、平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟具有任意曲線輪廓的高副機(jī)構(gòu)高副低代的步驟Cnn1 1）過接觸點(diǎn)）過接觸點(diǎn)作公法線作公法線2 2）在公法線上確定接觸點(diǎn)的曲率中心）在公法線上確定接觸點(diǎn)的曲率中心 、 1O2O3 3）用構(gòu)件）用構(gòu)件4 4通過轉(zhuǎn)動(dòng)副通過轉(zhuǎn)動(dòng)副 、分別與構(gòu)件分別與構(gòu)件1 1和構(gòu)件和構(gòu)件2 2相聯(lián)相聯(lián) 1O2O機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同的位置有不同的代替機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同的位置有不同的代替機(jī)構(gòu)。 2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來代替一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副用一個(gè)帶有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)件來代替

33、一個(gè)高副，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副分別處在高副接觸點(diǎn)的兩個(gè)曲率中心。分別處在高副接觸點(diǎn)的兩個(gè)曲率中心。 高副低代實(shí)質(zhì)：高副低代實(shí)質(zhì)：高副兩元素之一為點(diǎn)高副兩元素之一為點(diǎn) 點(diǎn)的曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點(diǎn)重合點(diǎn)的曲率半徑為零，所以曲率中心與兩構(gòu)件的接觸點(diǎn)重合2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 高副兩元素之一為直線高副兩元素之一為直線 直線的曲率中心在無窮遠(yuǎn)處，所以直線一端轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副直線的曲率中心在無窮遠(yuǎn)處，所以直線一端轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副 平面機(jī)構(gòu)中高副均可用低副來代替，所以任何平面機(jī)構(gòu)都可以平面機(jī)構(gòu)中高副均可用低副來代替，所以任何平面機(jī)構(gòu)都可以轉(zhuǎn)化為

34、只含低副的機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)化為只含低副的機(jī)構(gòu)。 結(jié)論：結(jié)論：2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 2.4.2 2.4.2 平面機(jī)構(gòu)的組成原理平面機(jī)構(gòu)的組成原理 機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)組成：機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)目等于其自由度的數(shù)目。機(jī)構(gòu)中原動(dòng)件的數(shù)目等于其自由度的數(shù)目。將從動(dòng)件系統(tǒng)繼續(xù)拆分，不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組。將從動(dòng)件系統(tǒng)繼續(xù)拆分，不可再拆的自由度為零的構(gòu)件組。原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架三部分。原動(dòng)件、從動(dòng)件和機(jī)架三部分。 機(jī)構(gòu)特征：機(jī)構(gòu)特征：從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度必為零從動(dòng)件系統(tǒng)的自由度必為零基本桿組（桿組）：基本桿組（桿組）：2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)

35、構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 設(shè)基本桿組由設(shè)基本桿組由n個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和PL個(gè)低副組成個(gè)低副組成L=32=0FnP即：即：L=3 /2Pn構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)，所以構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副必為整數(shù)，所以n應(yīng)是應(yīng)是2的倍數(shù)，的倍數(shù)，PL是是3的倍數(shù)。的倍數(shù)。級桿組：級桿組：級桿組：級桿組：由由2 2個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和3 3個(gè)低副構(gòu)成的桿組。個(gè)低副構(gòu)成的桿組。 由由4 4個(gè)構(gòu)件和個(gè)構(gòu)件和6 6個(gè)低副組成的桿組。個(gè)低副組成的桿組。平面機(jī)構(gòu)的組成原理：平面機(jī)構(gòu)的組成原理：平面機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架而構(gòu)成。平面機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架而構(gòu)成。2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)

36、分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 級桿組的組合形式級桿組的組合形式 級桿組的組合形式級桿組的組合形式 2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 2.4.3 2.4.3 平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析：將機(jī)構(gòu)分解為原動(dòng)件、機(jī)架和若干基本桿組，并確定機(jī)構(gòu)級別。將機(jī)構(gòu)分解為原動(dòng)件、機(jī)架和若干基本桿組，并確定機(jī)構(gòu)級別。平面機(jī)構(gòu)的級別是由所含桿組的最高級別所決定平面機(jī)構(gòu)的級別是由所含桿組的最高級別所決定 級機(jī)構(gòu)：級機(jī)構(gòu)：級機(jī)構(gòu)：級機(jī)構(gòu)：所含桿組的最高級別為所含桿組的最高級別為級的機(jī)構(gòu)；級的機(jī)構(gòu)；所含桿組的最高級別為所含桿組的最高級別為

37、級的機(jī)構(gòu)。級的機(jī)構(gòu)。 先選定機(jī)架，并將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件以先選定機(jī)架，并將等于該機(jī)構(gòu)自由度數(shù)的若干個(gè)原動(dòng)件以運(yùn)動(dòng)副連接于機(jī)架上，然后再將一個(gè)個(gè)基本桿組依次連接于運(yùn)動(dòng)副連接于機(jī)架上，然后再將一個(gè)個(gè)基本桿組依次連接于機(jī)架和原動(dòng)件上而構(gòu)成。機(jī)架和原動(dòng)件上而構(gòu)成。 設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)原則：設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)原則：2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析的內(nèi)容和步驟： (1) (1) 檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束。檢查并去除機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束。 (2) (2) 計(jì)算自由度，并確定原動(dòng)件。計(jì)算自由度，并確定原動(dòng)件。 (3

38、) (3) 將機(jī)構(gòu)中的高副全部用低副代替。將機(jī)構(gòu)中的高副全部用低副代替。 (4) (4) 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始，先試拆從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始，先試拆級桿組，若拆不出，級桿組，若拆不出，再試拆再試拆級桿組。應(yīng)一直拆到剩下機(jī)架和原動(dòng)件為止。級桿組。應(yīng)一直拆到剩下機(jī)架和原動(dòng)件為止。 (5)(5)最后確定出機(jī)構(gòu)的級別最后確定出機(jī)構(gòu)的級別。 對同一機(jī)構(gòu)，若選不同構(gòu)件為原動(dòng)件，可能會得到對同一機(jī)構(gòu)，若選不同構(gòu)件為原動(dòng)件，可能會得到不同級別的機(jī)構(gòu)。不同級別的機(jī)構(gòu)。 2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 例例: :分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)并確定其級別。分析如圖所示機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

39、并確定其級別。 解解: （）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。（）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。 LH=32=3 72 100=1FnPP 取構(gòu)件取構(gòu)件1 1為原動(dòng)件為原動(dòng)件2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 （）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。（）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。 從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端拆下構(gòu)件7 7與與8 8這個(gè)這個(gè)級桿組級桿組 。繼續(xù)試拆繼續(xù)試拆級桿組，如不能再拆出級桿組，如不能再拆出級桿組，試拆級桿組，試拆級桿組。級桿組。 拆下由構(gòu)件拆下由構(gòu)件2 2、3 3、4 4、5 5組成的組成的級桿組級桿組 （）確定機(jī)構(gòu)的級別。（）確定機(jī)構(gòu)的級別。 機(jī)構(gòu)由一個(gè)機(jī)構(gòu)由一個(gè)級桿組、一個(gè)級

40、桿組、一個(gè)級桿組和原動(dòng)件級桿組和原動(dòng)件1 1與機(jī)架與機(jī)架6 6所組成。所組成。 該機(jī)構(gòu)為該機(jī)構(gòu)為級機(jī)構(gòu)級機(jī)構(gòu)2.4 2.4 平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析平面機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析 2.5.1 2.5.1 速度瞬心的定義速度瞬心的定義 在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對速度為零的重合點(diǎn)在任一瞬時(shí)，兩構(gòu)件上相對速度為零的重合點(diǎn)。 速度瞬心（簡稱瞬心）速度瞬心（簡稱瞬心） ：兩構(gòu)件的相對運(yùn)動(dòng)在任一瞬時(shí)都可看作是繞瞬心的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。兩構(gòu)件的相對運(yùn)動(dòng)在任一瞬時(shí)都可看作是繞瞬心的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。 絕絕對對瞬瞬心心：兩兩構(gòu)構(gòu)件件之之一一靜靜止止，瞬瞬時(shí)時(shí)絕絕對對速速度度為為零零。相相對對瞬瞬心心：兩兩構(gòu)構(gòu)均均為為運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的

41、的，瞬瞬時(shí)時(shí)絕絕對對速速度度不不為為零零。2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 2.5.2 2.5.2 機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目 每兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心。如果機(jī)構(gòu)由每兩個(gè)相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，都有一個(gè)瞬心。如果機(jī)構(gòu)由N個(gè)個(gè)構(gòu)件組成，則根據(jù)構(gòu)件組成，則根據(jù)排列組合原理排列組合原理，可求得機(jī)構(gòu)具有瞬心的，可求得機(jī)構(gòu)具有瞬心的總數(shù)：總數(shù)：(1)2N NK 2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 2.5.3 2.5.3 機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定 1. 若已知兩構(gòu)件若已知兩構(gòu)件1、

42、2在重合點(diǎn)在重合點(diǎn)A和和B的相對速度的方向，則的相對速度的方向，則過過A、B兩點(diǎn)分別作兩相對速度矢量的垂線，其交點(diǎn)就是構(gòu)件兩點(diǎn)分別作兩相對速度矢量的垂線，其交點(diǎn)就是構(gòu)件1和和2的瞬心的瞬心P12。2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 2. 兩構(gòu)件直接以運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)兩構(gòu)件直接以運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)(1)(1) 兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心兩構(gòu)件以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心P12位于轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心。位于轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心。 (2) (2) 兩構(gòu)件以移動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心兩構(gòu)件以移動(dòng)副相聯(lián)，則瞬心P12位于垂直于導(dǎo)路方向位于垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處。的無窮遠(yuǎn)處。2.5 2.5 用速度瞬

43、心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 (3) (3) 若兩構(gòu)件以高副相聯(lián)若兩構(gòu)件以高副相聯(lián) b b、在接觸點(diǎn)、在接觸點(diǎn)M 處有相對滑動(dòng)，則瞬心處有相對滑動(dòng)，則瞬心P1212位于過接觸位于過接觸點(diǎn)點(diǎn)M 的公法線的公法線nn上；上； a a、在接觸點(diǎn)、在接觸點(diǎn)M 處是純滾動(dòng)，則接觸點(diǎn)處是純滾動(dòng)，則接觸點(diǎn)M 就是它們的就是它們的瞬心瞬心P1212。2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心高副：有相對高副：有相對滑動(dòng)時(shí)，在接滑動(dòng)時(shí)，在接觸點(diǎn)公法線上觸點(diǎn)公法線上轉(zhuǎn)動(dòng)副：在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

44、動(dòng)副：在轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心處動(dòng)副的中心處高副：作純高副：作純滾動(dòng)時(shí)，在滾動(dòng)時(shí)，在接觸點(diǎn)處接觸點(diǎn)處移動(dòng)副：在垂直移動(dòng)副：在垂直于導(dǎo)路方向的無于導(dǎo)路方向的無窮遠(yuǎn)處窮遠(yuǎn)處2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 3. 3. 用三心定理確定不通過運(yùn)動(dòng)副直接連接的兩構(gòu)件的瞬心用三心定理確定不通過運(yùn)動(dòng)副直接連接的兩構(gòu)件的瞬心 彼此作平面相對運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且這三個(gè)彼此作平面相對運(yùn)動(dòng)的三個(gè)構(gòu)件共有三個(gè)瞬心，且這三個(gè)瞬心必位于同一直線上。瞬心必位于同一直線上。 三心定理：三心定理：2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

45、分析 12P23P34P14P24P13P1 1）速度瞬心數(shù)目為：）速度瞬心數(shù)目為：KN（N1）/262 2）通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)速度瞬心有）通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)速度瞬心有P12、P23、P34、P14。3 3）利用三心定理求出其余兩個(gè)速度瞬心）利用三心定理求出其余兩個(gè)速度瞬心P13、P24。2.5.4 2.5.4 速度瞬心法在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用速度瞬心法在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析中的應(yīng)用 1 1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 2142441224P PP P 傳動(dòng)比等于該兩構(gòu)件的絕對瞬傳動(dòng)比等于該兩構(gòu)件的絕對瞬心至其相對瞬心之距離的反比。心至其相對瞬心之距離的反比。2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

46、分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 2. 2. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)從動(dòng)件從動(dòng)件4 4的移動(dòng)速度為：的移動(dòng)速度為： 2421224.PlvvP P2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 例例3 3：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件的：如圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，已知各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件的角速度角速度 ，試求從動(dòng)件，試求從動(dòng)件3 3的移動(dòng)速度的移動(dòng)速度 。2v12Pnn23P13P1 1）確定瞬心數(shù)目。）確定瞬心數(shù)目。 (1)3 (31)322N NK2 2）確定瞬心位置。）確定瞬心位置。 2321223PlvvP P 3.3.凸輪機(jī)構(gòu)凸

47、輪機(jī)構(gòu)3）從動(dòng)件）從動(dòng)件3的移動(dòng)速度為：的移動(dòng)速度為： 2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：瞬心法的優(yōu)缺點(diǎn)：適合于求簡單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)急劇適合于求簡單機(jī)構(gòu)的速度，機(jī)構(gòu)復(fù)雜時(shí)因瞬心數(shù)急劇增加而求解過程復(fù)雜。增加而求解過程復(fù)雜。 有時(shí)瞬心點(diǎn)落在紙面外時(shí)。給求解造成困難。有時(shí)瞬心點(diǎn)落在紙面外時(shí)。給求解造成困難。僅適于求速度僅適于求速度v,使應(yīng)用有一定局限性。使應(yīng)用有一定局限性。2.5 2.5 用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析用速度瞬心法進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 用相對運(yùn)動(dòng)圖解法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析：用相對運(yùn)動(dòng)圖解法對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析： 用用相對運(yùn)動(dòng)原理相對運(yùn)動(dòng)原理列出構(gòu)件上點(diǎn)與點(diǎn)之間的列出構(gòu)件上點(diǎn)與點(diǎn)之間的相對